Computer-assisted sizing of photovoltaic systems for drip irrigation of olive orchards in semi-arid climate

Una de las aplicaciones más prometedoras de la energía solar fotovoltaica, especialmente en áreas con niveles elevados de radiación solar, es el bombeo del agua necesaria para regar los cultivos. Sin embargo, es absolutamente necesario dimensionar de forma precisa las instalaciones, debido al alto precio de los sistemas de captura fotónica. En este trabajo se propone un método simple, implementado en una hoja de cálculo, para calcular los parámetros de diseño de un sistema fotovoltaico capaz de suministrar la energía que precise un sistema de riego por goteo de una parcela agrícola. El método se basa en la unión de las técnicas conocidas para el bombeo fotovoltaico y para el cálculo de las necesidades hídricas de un cultivo. En el caso estudiado, con 10 ha de olivar, es necesario un campo fotovoltaico con 18 paneles solares para 1,43 kWp. Aparte de las ventajas medioambientales, ya que se emplea energía renovable, un estudio adicional demuestra la viabilidad económica de un sistema fotovoltaico, con unos costes similares a los sistemas convencionales consumidores de combustibles fósiles (más del doble de valor actualizado neto para el sistema fotovoltaico). Además, el precio cada vez más elevado de los combustibles hace que los sistemas fotovoltaicos sean una opción cada vez más ventajosa. One of the most promising applications of photovoltaic solar power, especially in areas which have high levels of solar radiation, is for pumping the water needed to irrigate the existing crops. However, it is absolutely necessary to accurately dimension the installations due to the high prices of photon capture devices. In this paper, a simple method, implemented in a spreadsheet, to calculate the design requirements of a photovoltaic system to power the drip irrigation of a field is proposed. The methodology is based on the link between the existing photovoltaic pumping techniques and the procedure to determine the crop water requirements. In the case study, 10 ha of olive grove, a photovoltaic field with 18 solar panels for 1.43 kWp is required. Besides the advantages for the environment, since it uses a renewable energy, a study on the economic viability of a photovoltaic system shows that it is similar to conventional systems which use a generator unit (twice the net present value for the photovoltaic system). Moreover, the high price of fossil fuels guarantees a progressive advantage of photovoltaic systems.